技術(shù)
導(dǎo)讀:5G時(shí)代運(yùn)營商自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力到底是什么?通常理解,5G時(shí)代白盒交換機(jī)、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、NFV等技術(shù)等大量使用,可以節(jié)省硬件成本增加收入。
5G時(shí)代運(yùn)營商自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力到底是什么?通常理解,5G時(shí)代白盒交換機(jī)、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、NFV等技術(shù)等大量使用,可以節(jié)省硬件成本增加收入。然而,這些白盒化和虛擬化技術(shù)所帶來的價(jià)值,實(shí)際上這是由產(chǎn)業(yè)鏈決定的,而非運(yùn)營商自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化則不然,日本樂天移動(dòng)采用高度自動(dòng)化的管理方式,其網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)只有130人,卻提供覆蓋全日本的移動(dòng)通信;美國AT&T用了近10年時(shí)間提升核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的自動(dòng)化程度,節(jié)省運(yùn)營費(fèi)用高達(dá)50%。由此可見,運(yùn)營效率的提升才是各個(gè)運(yùn)營商自身的關(guān)鍵,而其背后的核心競(jìng)爭(zhēng)力就是網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。
如何理解網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化
一個(gè)典型的自動(dòng)化系統(tǒng)如上,控制器輸出控制邏輯,執(zhí)行器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行特定操作,傳感器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)反饋。如果被控對(duì)象是一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò),那么其自動(dòng)控制系統(tǒng)可抽象如下:
具體而言,網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化包含以下幾個(gè)層級(jí):
1)配置管理自動(dòng)化:由執(zhí)行器通過API或CLI對(duì)物理、虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化配置。業(yè)界大多SDN控制器即實(shí)現(xiàn)該級(jí)別能力。尤其注意,大多數(shù)SDN控制器并非網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化中的控制器,而只是執(zhí)行器。
2)業(yè)務(wù)編排自動(dòng)化:由控制器中的編排單元通過將業(yè)務(wù)語言轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)配置,再調(diào)用配置管理自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)變更。
3)運(yùn)維診斷自動(dòng)化:由控制器中的診斷單元通過分析傳感器的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),自動(dòng)定位網(wǎng)絡(luò)故障,再調(diào)用配置管理自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是一整套閉環(huán)系統(tǒng),需要根據(jù)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景來和運(yùn)維體系來構(gòu)建,而不僅僅是針對(duì)特定設(shè)備去實(shí)現(xiàn)。如果不能充分理解網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的系統(tǒng)原理,則無法指導(dǎo)實(shí)際工作中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化無論是運(yùn)營商樂天、AT&T,或者互聯(lián)網(wǎng)公司如谷歌、阿里,其全網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)都是自研,雖耗費(fèi)數(shù)年,但收益巨大,最終構(gòu)成了自身在行業(yè)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力。雖然5G時(shí)代會(huì)延續(xù)10~15年,但由于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜性,通常要耗費(fèi)數(shù)年來研發(fā)、試驗(yàn),因此各個(gè)運(yùn)營商需要加快推動(dòng)自身的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化實(shí)踐。
由于5G中的網(wǎng)絡(luò)大量采用了云計(jì)算技術(shù),似乎可以借用云平臺(tái)軟件來實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。其實(shí)不然,比如5G中的網(wǎng)絡(luò)切片,雖然類似公有云中的VPC(虛擬專用網(wǎng)),但公有云中的VPC目的是隔離租戶,而5G中的切片目標(biāo)是QoS保障,其控制要求明顯要高的多。不是照搬過來就可以的。受限于本文篇幅,關(guān)于5G中網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)無法詳述,這里提出兩個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)原則,以供參考。
原則一:自底向上5G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)快速演進(jìn)的復(fù)雜系統(tǒng),因此,常規(guī)的自頂向下的設(shè)計(jì)原則很難有實(shí)際的效果,甚至?xí)斐墒Э?。?yīng)當(dāng)首先確保底層自動(dòng)化的穩(wěn)定,再構(gòu)建更高層的自動(dòng)化。同時(shí),由于底層設(shè)備數(shù)量眾多,人力成本高昂,實(shí)現(xiàn)底層的自動(dòng)化收益會(huì)更大,而頂層自動(dòng)化更多是智能決策,無論短期還是長期均適合由人完成。
To get something from nothing, control must rest at the bottom within simplicity.
-- Kevin Kelly
業(yè)界最早的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)是Google G-WAN,該系統(tǒng)能夠在Google全球數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上為不同業(yè)務(wù)提供特定的QoS保障。深入研究該系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn),其復(fù)雜點(diǎn)不在于頂部(全球唯一)的調(diào)度系統(tǒng)(TE),而是底層(13個(gè)數(shù)據(jù)中心)的OpenFlow交換機(jī)集群。其中的控制器軟件隨大多源自開源平臺(tái),但要做到高可用和容錯(cuò)非常之難。然而一旦完成底層自動(dòng)化,那么即使頂層的調(diào)度系統(tǒng)失效,整個(gè)G-WAN依舊可以平穩(wěn)運(yùn)行。因此,自底向上的設(shè)計(jì)原則,是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的前提。
原則二:深度開放通常講到的開放網(wǎng)絡(luò),主要是功能和API的標(biāo)準(zhǔn)化。然而,對(duì)于5G這樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),僅僅做到API級(jí)別的開放是不足以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的,需要的是APP級(jí)別的開放,即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的OS上,可以像Windows或者Android一樣,運(yùn)行第三方的APP。例如,5G使用的交換機(jī)是否可以用P4語言進(jìn)行數(shù)據(jù)平面編程?MEC邊緣云中的服務(wù)器上是否可以運(yùn)行第三方XDP應(yīng)用?
深度開放的能力背后,是操作系統(tǒng)內(nèi)核技術(shù)。如果不能駕馭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),那么深度開放將只是設(shè)備商而非運(yùn)營商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。缺乏深度開放的系統(tǒng),只能實(shí)現(xiàn)API級(jí)別的自動(dòng)化,即管理平面的自動(dòng)化,而無法實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)平面的自動(dòng)化。
深度開放的價(jià)值巨大,是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)化的保障。曾經(jīng),VMware可以讓F5的負(fù)載均衡產(chǎn)品運(yùn)行在自家的ESXi上;如今,AT&T可以讓VMware的SD-WAN產(chǎn)品運(yùn)行在自研的Flexware系統(tǒng)上。對(duì)比國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),幾乎都只是API級(jí)別開放,難以運(yùn)行第三方的控制和數(shù)據(jù)平面APP。盡管云杉網(wǎng)絡(luò)在5G 無線領(lǐng)域有領(lǐng)先,但若網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不具備深度開放能力,長此以往必然會(huì)造成整個(gè)5G技術(shù)和商業(yè)生態(tài)的落后。
總結(jié)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是5G時(shí)代運(yùn)營商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。這需要投入數(shù)年時(shí)間和大量人力,需要依據(jù)自底向上和深度開放的原則進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐。5G的前景美好,但真正的殺手級(jí)應(yīng)用尚未出現(xiàn),其產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未成熟。運(yùn)營商此時(shí)正是投入技術(shù)打造核心競(jìng)爭(zhēng)力的好時(shí)機(jī)。